Европейские молекулярные биологи определили структуру белка COP1, который регулирует рост растений в зависимости от температуры. Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу немецкого Института сельскохозяйственных и декоративных растений Лейбница (IGZ), температурные изменения перестраивают трехмерную форму небольшого участка молекулы COP1 и тем самым меняют ее взаимодействие с другими пептидами.
Профессор IGZ Филипп Вигге пояснил, что температура непосредственно влияет на движение молекул, однако до сих пор оставалось неясным, каким образом клеточные белки измеряют ее и передают полученную информацию. По словам ученого, понимание работы таких биологических термометров особенно важно на фоне воздействия глобального потепления на растения и их урожайность.
COP1 относится к ключевым регуляторам роста растений. Этот белок реагирует как на колебания температуры, так и на сигналы других белков-сенсоров, заставляя клетки корней расти при отсутствии света и достаточно теплой погоде. Неизвестный ранее механизм его действия мешал исследователям управлять реакцией растений на жару и холод и степенью замедления роста при сильных или слабых температурных колебаниях.
Чтобы выяснить принцип работы белкового «градусника», ученые поочередно удаляли различные части молекулы COP1 и наблюдали за реакцией арабидопсиса — модельного растения и дальнего родственника капусты. Опыты показали, что удаление всего двух аминокислот из участка, связанного с взаимодействием COP1 и других сигнальных молекул, лишало белок чувствительности к изменениям температуры.
Расчеты показали, что этот участок, называемый VP-мотивом, при разных температурах меняет трехмерную форму всей молекулы COP1. Из-за этого при теплой и холодной погоде резко различается характер контактов клеточного терморегулятора с другими сигнальными пептидами. При низкой температуре VP-мотив удерживает COP1 в частично свернутом состоянии, не позволяя белку деактивировать молекулы, которые подавляют рост растений.
Исследователи также установили, что гибкость VP-мотива определяет интенсивность реакции растения на температурные перемены. Это свойство позволяет оценивать приспособленность природных растений к климатическим колебаниям и дает возможность регулировать их ответ на жару и холод, отметили авторы работы.